DE1027989B - Control device on a Kaplan turbine - Google Patents

Description

Regeleinrichtung an einer Kaplanturbine Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung an einer Kaplanturbine, bei welcher ein Regler die Verstellung sowohl des Leitapparates als auch der Laufradschaufelung beherrscht.Control device on a Kaplan turbine The invention relates to a Control device on a Kaplan turbine, in which a controller does the adjustment mastered both the diffuser and the impeller blades.

Bei der unter dem Namen Kaplanturbinen bekannten Bauart von Wasserturbinen sind sowohl die Leitschaufeln als auch die Laufradschaufeln im Betriebe verstellbar angeordnet. Die Einstellung der Leit- und Laufschaufelöffnung erfolgt in der Regel durch einen Drehzahlregler so, daß jeder Leitradöffnung diejenige Laufschaufelstellung zugeordnet wird, welche für die betreffende Wassermenge den besten Wirkungsgrad ergibt. Wir bezeichnen im folgenden eine solche Zuordnung der Stellung des Leitapparates und der Laufradschaufelung kurz als den »normalen Zusammenhang«.The type of water turbine known under the name of Kaplan turbines Both the guide vanes and the impeller vanes can be adjusted during operation arranged. The setting of the guide and rotor blade openings is usually carried out by a speed controller so that each stator opening that rotor blade position which is assigned the best efficiency for the amount of water in question results. In the following we denote such an assignment of the position of the diffuser and the impeller blades for short as the "normal connection".

Bei einem gegebenen Gefälle entspricht jeder öffnung des Leitapparates mit im »normalen Zusammenhang« zugeordneter Stellung der Laufradschaufelung bei entlasteter Gruppe eine Durchbrenndrehzahl von bestimmter Höhe. Bei gestörtem Zusammenhang zwischen der Stellung des Leitapparates und der Laufradschaufelung können aber bedeutend höhere Durchbrenndrehza'hlen auftreten als bei »normalem Zusammenhang«, und zwar sind die Du-rahbrenndrehzahlen immer dann höher, wenn die Laufradöffnung kleiner oder die Leitapparatöffnung größer ist, als dem »normalen Zusammenhang« entspricht. Das absolute Maximum der Durchbrenndrehzahl tritt dann auf, wenn das Laufrad etwa 25°/o Öffnung aufweist und der Leitapparat nahezu oder ganz offen ist.For a given slope, each opening corresponds to the diffuser with the position of the impeller blades assigned in the "normal context" relieved group a burning speed of a certain level. If the connection is disturbed between the position of the diffuser and the impeller blades can be significant higher burn-through speeds occur than with "normal connection", namely the speed is always higher when the impeller opening is smaller or the diffuser opening is larger than the "normal relationship" corresponds to. The absolute maximum of the burn-through speed occurs when the impeller is about Has an opening of 25% and the diffuser is almost or completely open.

In Fig. 1 ist als Beispiel in einem Schaubild eine Kurve c für den »normalen Zusammenhang« zwischen der Öffnung des Leitapparates a. als Abszisse und der Öffnung der Laufradschaufelung 99 als Ordinate aufgetragen. Bei einer Zuordnung gemäß der Kurve c ergibt sich also im Betriebe jeweils für die betreffende Durchflußmenge der beste Wirkungsgrad. Für Punkte im schraffierten, unterhalb der Kurve c liegenden Bereich des Schaubildes ist bei vorgegebener Öffnung a. des Leitapparates die Öffnung der Laufradschaufelung 99 kleiner bzw. bei vorgegebener Öffnung der Laufradschaufelung die Öffnung des Leitapparates größer, als dem »normalen Zusammenhang« entspricht. Zuordnungen, welche durch Punkte des schraffierten Bereiches dargestellt sind, führen also bei einer Entlastung der Turbine zu höheren Durchbrenndrehzahlen als solche im »normalen Zusammenhang« gemäß der Kurve c.In Fig. 1, as an example, a graph is a curve c for the "Normal connection" between the opening of the diffuser a. as the abscissa and the opening of the impeller blades 99 plotted as the ordinate. With an assignment according to the curve c thus results in each case for the respective flow rate in operation the best efficiency. For points in the hatched area below curve c With a given opening, the area of the diagram is a. the opening of the diffuser the impeller blades 99 smaller or with a given opening of the impeller blades the opening of the diffuser is larger than the "normal context" corresponds to. Assignments, which are represented by points in the hatched area, lead so when the turbine is relieved of higher burn-through speeds than such in the "normal context" according to curve c.

Die Regelorgane werden bei den bisher bekannten Einrichtungen so eingestellt, daß jeweils im stationären Zustand auf den »normalen Zusammenhang« ao-cp gemäß der Kurve c hingesteuert wird. Je nachdem, ob die Verstellung des Leitapparates oder jene der Laufradschaufelung bei einer Belastungsänderung dem Impuls des Drehzahlreglers rascher folgt, kann aber vorübergehend eine Abweichung vom »normalen Zusammenhang« auftreten. Wird beispielsweise, wie dies häufig geschieht, die Verstellung der Laufradschaufelung erst von der Verstellbewegung des Leitapparates aus gesteuert und nicht unmittelbar vom Drehzahlregler, so kann bei einer raschen Belastung der Turbine die Öffnung der Laufradschaufelung beträchtlich hinter jener des Leitapparates nacheilen, wobei sich die Zuordnung beider zueinander bei Ausgang von einem Punkte P, beispielsweise gemäß der Kurve d der Fig. 1, ändern kann. Folgt darauf eine plötzliche Abschaltung der Last, so können sich die Stellungen des Leitapparates und der Laufradschaufelung in einer Zuordnung gemäß einem Punkte P1 im schraffierten Bereich des Schaubildes nach Fig. 1 befinden. Dieser Lage entspricht eine gegenüber dem »normalen Zusammenhang« erhöhte Durchbrenndrehzahl.The control organs are set in the previously known facilities in such a way that that in each case in the steady state on the "normal connection" ao-cp according to the Curve c is steered towards. Depending on whether the adjustment of the diffuser or that of the impeller blades in the event of a load change to the impulse of the speed controller follows more quickly, but may temporarily deviate from the "normal relationship" appear. For example, as often happens, the adjustment of the impeller blades only controlled by the adjustment movement of the diffuser and not directly from the speed controller, the opening can be opened in the event of a rapid load on the turbine lag behind the impeller blade considerably behind that of the diffuser, with the assignment of both to each other at the exit from a point P, for example according to curve d of FIG. 1, can change. This is followed by a sudden shutdown the load, the positions of the diffuser and the impeller blades can change in an assignment according to a point P1 in the hatched area of the diagram according to Fig. 1 are located. This situation corresponds to an opposite of the "normal connection" increased burn-through speed.

Die Erfindung bezweckt nun, höhere Durchbrenndrehzahlen, als sie bei »normal,em Zusammenhang« zwischen den Stellungen des Leitapparates und der Laufradschaufelung auftreten können, gänzlich zu vermeiden. Bei einer Regeleinrichtung an einer Kaplanturhine, bei welcher ein Regler die Verstellung sowohl des Leitapparates als auch der Laufradschaufelung beherrscht, wird dieses Ziel erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Sperrvorrichtungen vorgesehen werden, von denen die eine bei vorgegebener Stellung des Leitapparates ein weiteres Schließen der Laufradschaufelung als bis zu der dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellung und die andere bei vorgegebener Stellung der Lauf radschaufelung ein weiteres Öffnen des Leitapparates als bis zu der dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellung praktisch verhindert, welche sonst aber dem Regler unabhängige Einwirkung auf die Verstellung des Leitapparates und der Laufradschaufelung gestatten.The invention now aims at higher burn-through speeds than at "Normal, em connection" between the positions of the diffuser and the impeller blades can occur to be avoided entirely. In the case of a control device on a Kaplanturhine, in which a controller is used to adjust both the diffuser and the impeller blades mastered, this goal is inventively achieved in that Locking devices are provided, one of which at a predetermined position of the diffuser a further closing of the impeller blades than up to that "Normal connection" corresponding position and the other with a given one Position of the impeller blades a further opening of the diffuser than up to the position corresponding to the "normal context" practically prevents which Otherwise, however, the controller has an independent effect on the adjustment of the diffuser and the impeller blades.

In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Ein Servomotor 1 mit Kolben 2 dient zur Verstellung der Laufradschaufelung und ein Servomotor 3 mit Kolben 4 zur Verstellung des Leitapparates einer Kaplanturbine. Die Steuerung dieser Servomotoren wird von einem Drehzahlregler 5 beherrscht. Das Fliehkraftpendel dieses Reglers wirkt auf das eine Ende 6 eines um eine Achse 7 schwenkbaren Waagebalkens 8 ein. Zwei Mitnehmerzapfen 9 und 10 dieses Balkens greifen in Schlaufen 11 bzw. 12 ein. Federn 13 drücken diese Schlaufen stets in Richtung gegen die Mitnehmerzapfen 9 und .10.In Fig. 2 of the drawing is an embodiment of the subject of the invention shown in simplified form. A servo motor 1 with piston 2 is used to adjust the Impeller blades and a servomotor 3 with piston 4 for adjusting the diffuser a Kaplan turbine. These servomotors are controlled by a speed controller 5 mastered. The centrifugal pendulum of this controller acts on one end 6 of a A balance beam 8 pivotable about an axis 7. Two driving pins 9 and 10 of this Bars engage in loops 11 and 12, respectively. Springs 13 always press these loops in the direction against the driver pins 9 and .10.

An einer Stelle 14 der nach unten verlängerten Schlaufe 11 ist ein Balken 15 angelenkt, welcher an einer Stelle 16 mit einem Steuerschieber 17 gelenkig verbunden ist. Dieser dient zur Steuerung des Druckmittelzuflusses zum Servomotor 1. Die Druckflüssigkeit fließt durch eine Leitung 18 zum Steuerschieber, und Leitungen 19 bzw. 20 stellen die Verbindung mit den beidseitig des Kolbens 2 liegenden Zylinderräumen des Servomotors 1 her. Über eine mit der Kolbenstange des Servomotors 1 verbundene Kurvensoheibe 21, eine Stange 22 mit Rolle 23, einen um eine Achse 24 schwenkbaren Balken 25 und eine weitere Stange 26 wird eine Rückführverbindung zwischen dem Servomotor 1 und einem Gelenkpunkt 27 des Balkens 15 hergestellt. Eine Druckfeder 28 sorgt dafür, daß die Rolle 23 stets gegen die Kurvenscheibe 21 angedrückt wird.At one point 14 of the downwardly extended loop 11 is a Articulated bar 15, which is articulated at one point 16 with a control slide 17 connected is. This is used to control the flow of pressure medium to the servomotor 1. The hydraulic fluid flows through a line 18 to the control slide and lines 19 and 20 respectively establish the connection with the cylinder chambers lying on both sides of the piston 2 of the servo motor 1. Via a connected to the piston rod of the servo motor 1 Cam plate 21, a rod 22 with a roller 23, one pivotable about an axis 24 Beam 25 and another rod 26 becomes a feedback connection between the servo motor 1 and a hinge point 27 of the beam 15 made. A compression spring 28 provides that the roller 23 is always pressed against the cam 21.

Die nach unten verlängerte Schlaufe 12 steht ihrerseits an einer Stelle 29 mit einem Balken 30 in gelenkiger Verbindung. An einer Stelle 31 dieses Hebels ist ein Steuerschieber 32 angelenkt, welcher den Zufluß von durch eine Leitung 33 zuströmender Steuerflüssigkeit über Leitungen 34 bzw. 35 zu den beidseitig des Kolbens 4 des Servomotors 3 liegenden Zylinderräumen beherrscht.The loop 12, which is extended downwards, is in turn in an articulated connection at a point 29 with a bar 30. At one point 31 of this lever, a control slide 32 is articulated, which controls the inflow of control fluid flowing through a line 33 via lines 34 and 35 to the cylinder chambers located on both sides of the piston 4 of the servo motor 3.

Eine mit der Kolbenstange des Servomotors 3 verbundene Kurvenscheibe 36, eine Stange 37 mit Rolle 38, ein um eine Achse 39 schwenkbarer Balken 40 und eine weitere Stange 41 stellen die Rückfährverbindung zwischen dem Servomotor 3 und einem Gelenkpunkt 42 des Balkens 30 her. Eine Druckfeder 43 sorgt dafür, daß die Rolle 38 stets gegen die Kurvenscheibe 36 angedrückt wird.A cam plate connected to the piston rod of the servo motor 3 36, a rod 37 with a roller 38, a beam 40 pivotable about an axis 39 and a further rod 41 provide the return connection between the servomotor 3 and a hinge point 42 of the beam 30. A compression spring 43 ensures that the roller 38 is always pressed against the cam disk 36.

Wird zunächst von weiter nach in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungen abgesehen, so arbeitet die Regeleinrichtung folgendermaßen: Bei einem Drehzahlanstieg wird durch den Drehzahlregler 5 das Ende 6 des Waagebalkens 8 angehoben. Dabei senkt sich der Zapfen 9, während der Zapfen 10 sich hebt. Die Schlaufe 11 wird durch die zugehörige Feder 13 nach unten gedrückt, soweit es der Zapfen 9 gestattet. Bei der damit verbundenen Abwärtsbewegung des Steuerschiebers 17 wird der Zufluß von Druckflüssigkeit über die Leitung 19 auf die linke Seite des Kolbens 2 des Servomotors 1 freigegeben. Dieser bewegt sich dabei so weit in Pfeilrichtung, bis der Steuerschieber durch die Wirkung des Rückführgestänges 22, 25, 26 wieder in seine Mittellage zurückgeführt ist. Die Bewegung des Servomotorkolbens 2 in Pfeilrichtung soll dabei der Schließbewegung der Laufradschaufelung entsprechen.If the devices shown in FIG. 2 are initially disregarded, the control device works as follows: When the speed increases, the end 6 of the balance beam 8 is raised by the speed controller 5. It lowers the pin 9, while the pin 10 rises. The loop 11 is through the associated spring 13 pressed down as far as the pin 9 allows. In the associated downward movement of the control slide 17 is the inflow of pressure fluid Released via the line 19 to the left side of the piston 2 of the servo motor 1. This moves in the direction of the arrow until the control slide passes through the action of the return linkage 22, 25, 26 is returned to its central position is. The movement of the servomotor piston 2 in the direction of the arrow is intended to be the closing movement correspond to the impeller blades.

Gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung der Schlaufe 11 wird die Schlaufe 12 durch den Zapfen 10 entgegen der Wirkung der zugehörigen Feder 13 angehoben. Dadurch wird eine Aufwärtsbewegung des Steuerschiebers 32 veranlaßt, welcher nun den Zufluß von Steuerflüssigkeit über die Leitung 34 zur linken Seite des Kolbens 4 des Servomotors 3 freigibt. Dieser bewegt sich in Pfeilrichtung so weit, bis der Steuerschieber 32 infolge der Wirkung des Rückführgestäanges 37, 40; 41 wieder in seine Mittellage zurückgeführt ist. Die Bewegung dies Servomotorkolbens 4 in Pfeilrichtung soll dabei der Schließbewegung des Leitapparates entsprechen.Simultaneously with the downward movement of the loop 11, the loop 12 raised by the pin 10 against the action of the associated spring 13. This causes an upward movement of the control slide 32, which now the flow of control fluid via line 34 to the left side of the piston 4 of the servo motor 3 releases. This moves in the direction of the arrow until the Control slide 32 as a result of the action of the return linkage 37, 40; 41 back in its central position is returned. The movement of this servomotor piston 4 in the direction of the arrow should correspond to the closing movement of the diffuser.

Im stationären Zustand verharren die Steuerschieber 17 und 32 in ihrer Mittellage, und es ist jeder . Stellung des Servomotors des Leitapparates eine bestimmte Stellung des Servomotors der Laufradschaufelung zugeordnet. Die Kurvenscheiben 21 und 36 seien dabei so geformt, daß die zugeordneten Stellungen der beiden Servomotoren dem eingangs definierten »normalen Zusammenhang« zwischen der Stellung d.es Leitapparates und der Stellung der Laufradschaufelung entsprechen.In the stationary state, the control slides 17 and 32 remain in their central position, and everyone is. Position of the servo motor of the control apparatus is assigned to a certain position of the servo motor of the impeller blades. The cam disks 21 and 36 are shaped so that the assigned positions of the two servomotors correspond to the "normal relationship" defined at the beginning between the position of the diffuser and the position of the impeller blades.

Es besteht dabei aber stets die Möglichkeit, daß Abweichungen der beiden Servomotorstellungen von'"' den dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellungen auftreten, sei es, daß die beiden Servomotorkolben der Steuerung nicht gleich rasch nachfolgen oder daß auch einer der Servomotorkolben infolge einer Betriebsstörung :nicht in der Lage ist, der Bewegung der Steuerüng zu folgen. Um in solchen Fällen zu vermeiden, daß die Servomotoren und damit der Leihapparat und die Laufradschaufelung in eine gegenseitige Lage gesteuert werden, bei welcher eine erhöhte Durchbrenndrehzahl auftritt, sind nun zwei Sperrvorrichtungen vorgesehen.But there is always the possibility that deviations of the both servomotor positions of '"' correspond to the» normal relationship « Positions occur, be it that the two servomotor pistons of the controller do not follow immediately or that one of the servomotor pistons as a result of a malfunction : is unable to follow the movement of the controls. To in such cases to avoid that the servomotors and thus the loaner and the impeller blades be controlled in a mutual position at which an increased burn-through speed occurs, two locking devices are now provided.

Die eine dieser Sperrvorrichtungen besteht in einer mit der Rückführstange 37 verbundenen Rolle 44. Die Stange 37 ist gleichachsig mit der Schlaufe 11 angeordnet. Jeder Stellung des Leitapparatservomotors 3 entspricht eine bestimmte Stellung der Rolle 44. Das untere Ende der Schlaufe 11 ist mit einem Teller 45 versehen. Eine Abwärtsbewegung der Schlaufe 11 wird durch Anschlag des Tellers 45 gegen die Rolle' 44 begrenzt. Die Hebelverhältnisse an den Balken 30 und 40 sind so eingestellt, daß im stationären Zustand, also bei »normalem Zusammenhang« zwischen der Stellung des Leitapparates und der Stellung der Laufradschaufelung, die gegen den Mitnehmerzapfen 9' angedrückte Schlaufe 11 mit dem Teller 45 gerade zum Aufliegen auf die Rolle 44 kommt oder höchstens ein ganz geringes Spiel zwischen beiden frei läßt. Die beschriebene Sperrvorrichtung verhindert damit ein weiteres Schließen der durch den Servomotor 1 betätigten Laufradschaufelung als bis zu der dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellung, oder sie begrenzt zumindest die weitere Schließbewegung auf einen geringen Betrag entsprechend einem allfällig vorhandenen geringen Spiel.One of these locking devices consists of a roller 44 connected to the return rod 37. The rod 37 is arranged coaxially with the loop 11. Each position of the control apparatus servomotor 3 corresponds to a specific position of the roller 44. The lower end of the loop 11 is provided with a plate 45. A downward movement of the loop 11 is limited by the stop of the plate 45 against the roller 44. The lever ratios on the bars 30 and 40 are set so that in the stationary state, i.e. with a "normal connection" between the position of the guide apparatus and the position of the impeller blades, the loop 11 with the plate 45 pressed against the driver pin 9 'is just about to rest comes onto the roller 44 or at most leaves a very small amount of play between the two. The locking device described thus prevents the impeller blades actuated by the servomotor 1 from closing further than up to the position corresponding to the "normal relationship", or it at least limits the further closing movement to a small amount corresponding to any small play that may be present.

Wird nämlich, beispielsweise von der gezeichneten Stellung ausgehend, durch den Drehzahlregler eine Abwärtsbewegung des Mitnehmerzapfens 9 bewirkt, so bewegt sich dieser frei in der Schlaufe 11. Diese selbst ist aber an einer Abwärtsbewegung infolge des Aufsitzens des Tellers 45 auf der Rolle 44 gehindert. Es kann daher kein weiteres Schließen der Laufradschaufelung eingeleitet werden, solange der Servomotorkolben 4 des Leitapparates sich nicht nach rechts bewegt und so über die Kurvenscheibe 36 eine Senkung der Rolle 44 veranlaßt. Auch dann aber kann durch das Nachfolgen der Schlaufe 11 keine weitere Schließbewegung der Laufradschaufelung veranlaßt werden, als dem »normalen Zusammenhang« bei der jeweiligen Stellung des Leitapparates entspricht.If, for example, starting from the position shown, caused by the speed controller a downward movement of the driving pin 9, so this moves freely in the loop 11. This but is itself a downward movement as a result of the seat 45 being seated on the roller 44 prevented. No further closing of the impeller blades can therefore be initiated as long as the servomotor piston 4 of the diffuser does not move to the right moves and thus causes a lowering of the roller 44 via the cam 36. Even but then no further closing movement can by following the loop 11 the impeller blades than the "normal connection" in the corresponds to the respective position of the diffuser.

Bei einer durch den Drehzahlregler 5 bewirkten Aufwärtsbewegung des Mitnehmerzapfens 9 gestattet dagegen die beschriebene Sperrvorrichtung eine ungehinderte Verschiebung der Schlaufe 11 nach oben und damit die Einleitung einer Öffnungsbewegung der Lauf radschaufelung.With an upward movement of the driver pin 9 caused by the speed controller 5, however, the locking device described allows an unimpeded displacement of the loop 11 upwards and thus the initiation of an opening movement of the running wheel blades.

Die zweite Sperrvorrichtung begrenzt die Verschiebung der Schlaufe 12 nach unten. Die gleichachsig zur Schlaufe 12 angeordnete Rückführstange 22 trägt an ihrem oberen Ende eine Rolle 46. Die Schlaufe 12 ist an ihrem nach unten verlängerten Ende mit einem Teller 47 versehen. Die Hebelverhältnisse an den Balken 15 und 25 sind so eingestellt, daß im stationären Zustand, wenn der »normale Zusammenhang« zwischen der Stellung des Leitapparates und der Stellung der Laufradschaufelung besteht und die Schlaufen 11 und 12 an den Mitnehmerzapfen 9 bzw. 10 anliegen, der Teller 47 gerade mit der Rolle 46 in Berührung kommt oder höchstens ein ganz geringes Spiel zwischen beiden frei läßt. Diese zweite Sperrvorrichtung verhindert bei vorgegebener Stellung der Laufradschaufelung bzw. des Servomotorkolbens 2 ein weiteres Öffnen des Leitapparates als bis zu der dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellung oder begrenzt zumindest die weitere Öffnung auf einen geringen Betrag entsprechend einem allfällig vorhandenen geringen Spiel.The second locking device limits the movement of the loop 12 down. The return rod 22, which is arranged coaxially to the loop 12, carries at its upper end a roller 46. The loop 12 is extended downwards at its Provided the end with a plate 47. The leverage ratios on bars 15 and 25 are set so that in the steady state, if the "normal relationship" between the position of the diffuser and the position of the impeller blades exists and the loops 11 and 12 rest against the driving pins 9 and 10, respectively Plate 47 just comes into contact with the roller 46 or at most a very small one Leaves free play between the two. This second locking device prevents the specified Position of the impeller blades or the servomotor piston 2 a further opening of the diffuser as up to the position corresponding to the "normal context" or at least limits the further opening to a small amount accordingly any slight play that may be present.

Wird nämlich beispielsweise durch den Drehzahlregler eine Abwärtsbewegung des Mitnehmerzapfens 10 bewirkt, so verhindert die Rolle 46 die Schlaufe 12, dieser Abwärtsbewegung zu folgen. Der Zapfen 10 bewegt sich lose innerhalb der Schlaufe 12. Eine Öffnungsbewegung des Leitapparates, d. h. eine Bewegung des Kolbens 4 des Servomotors 3 entgegen der Pfeilrichtung, welche eine Senkung des Steuerschiebers 32 erfordern würde, kann nicht eingeleitet werden, bevor sich die Laufradschaufelung weiter öffnet, d. h. bevor der Servomotorkolben.2 sich nach links bewegt und über die Kurvenscheibe 21 eine Senkung der Rolle 46 bewirkt. Aber auch dann gestattet die Rolle 46 keine weitere Abwärtsbewegung der Schlaufe 12, als zur Herstellung des »normalen Zusammenhangs« zwischen Leitapparat und Laufradschaufelung bei der jeweiligen Stellung der Laufradschaufelung erforderlich ist.This is because, for example, the speed controller causes a downward movement of the driver pin 10, the roller 46 prevents the loop 12, this Downward movement to follow. The pin 10 moves loosely within the loop 12. An opening movement of the nozzle, d. H. a movement of the piston 4 of the Servomotor 3 counter to the direction of the arrow, which lowers the control slide 32 cannot be initiated before the impeller vanes further opens, d. H. before the servomotor piston.2 moves to the left and over the cam 21 causes the roller 46 to be lowered. But even then permitted the roller 46 has no further downward movement of the loop 12 than for manufacture the "normal relationship" between the diffuser and impeller blades in the respective position of the impeller blades is required.

Eine Aufwärtsbewegung der Schlaufe 12 wird dagegen durch die beschriebene zweite Sperrvorrichtung nicht behindert. Wird beispielsweise durch den Drehzahlregler eine Schwenkung des Waagebalkens 8 gegen den Uhrzeigerdrehsinn v eranlaßt, so wird die Schlaufe 12 entgegen der Wirkung der zugehörigen Feder 13 angehoben. Es kann somit unabhängig von der Verstellung des Laufradservomotors 1 eine Verstellung des Leitapparates in Schließrichtung veranlaßt werden.An upward movement of the loop 12, however, is by the described second locking device not obstructed. Is used, for example, by the speed controller a pivoting of the balance beam 8 in the counterclockwise direction of rotation is caused the loop 12 is raised against the action of the associated spring 13. It can thus, regardless of the adjustment of the impeller servomotor 1, an adjustment of the Diffuser can be caused in the closing direction.

Die beschriebene Einrichtung gestattet, von einer Stellung mit »normalem Zusammenhang« zwischen Leitapparat und Laufradschaufelung ausgehend, nur einen Verstellvorgang unter Beibehaltung dieses »normalen Zusammenhangs« oder dann gegenüber diesem eine stärkere Öffnungsbewegung der Laufradschaufelung oder eine stärkere Schließbewegung des Leitapparates, d. h., es sind außer Verstellvorgängen längs der Kurve c der Fig. 1 nur solche im nicht schraffierten Bereich des Schaubildes zugelassen. Von den beispielsweise eingetragenen Kurven e und f bezieht sich die erste auf einen Schließvorgang mit vorauseilender Leitapparatverstellung und die zweite auf einen Öffnungsvorgang mit vorauseilender Laufradschaufelverstellung. Auf diese Weise werden Zuordnungen zwischen Leitapparat und Laufradschaufelung, welche höhere Durchbrenndrehzahl ergeben als dem »normalen Zusammenhang« entsprechende Zuordnungen, zuverlässig vermieden.Starting from a position with a "normal relationship" between the diffuser and impeller blades, the device described allows only an adjustment process while maintaining this "normal relationship" or, compared to this, a stronger opening movement of the impeller blades or a stronger closing movement of the diffuser, that is, it is not Adjustment processes along curve c of FIG. 1 are only permitted in the non-hatched area of the diagram. Of the curves e and f entered, for example, the first relates to a closing process with leading diffuser adjustment and the second to an opening process with leading impeller blade adjustment. In this way, assignments between the diffuser and impeller blades, which result in a higher burn-through speed than the "normal relationship" corresponding assignments, are reliably avoided.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung bringt den Vorteil, daß die Läufer von Turbine und Stromerzeuger hinsichtlich Festigkeit nicht für die absolut höchstmögliche Durchbrenndrehzahl zu bemessen sind, sondern nur Durchbrenndrehzahlen zu berücksichtigen sind, welche bei »ormalem Zusammenhang« zwischen der Stellung des Leitapparates und jener der Laufradschaufelung auftreten können. Da die Fliehkräfte mit dem Quadrate der Drehzahl zunehmen, ist die so erreichbare Verbilligung der Maschinen beträchtlich.The control device according to the invention has the advantage that the Runners of turbine and power generator in terms of strength not for the absolute highest possible burn-through speed are to be measured, but only burn-through speeds what must be taken into account are the "normal connection" between the position the diffuser and that of the impeller blades can occur. Because the centrifugal forces increase with the square of the speed, the cheaper that can be achieved in this way Machines considerably.

Bei der dargestellten Regeleinrichtung begrenzt die Rolle 44 die Steuerung 11, 15, 17 des Lauf radservomotors 1 in Funktion der Stellung des Leitapparatservomotors 3 und die Rolle 46 die Steuerung 12, 30, 32 des Leitapparatservomotors 3 in Funktion der Stellung des Laufradservomotors 1. Dies hat den Vorteil, daß durch die Sperrvorrichtung nur verhältnismäßig geringe Kräfte zu übertragen sind. Unter Wahrung des Erfindungsgedankens können aber beispielsweise auch die Sperrvorrichtungen auf das Kraftgestänge einwirken, wobei der eine Servomotor unmittelbar die Bewegung des andern nach einer Richtung begrenzen könnte.In the illustrated control device, the roller 44 limits the control 11, 15, 17 of the running wheel servomotor 1 as a function of the position of the control apparatus servomotor 3 and the roller 46, the control 12, 30, 32 of the guide apparatus servomotor 3 in operation the position of the impeller servomotor 1. This has the advantage that the locking device only relatively small forces are to be transmitted. While maintaining the inventive concept but, for example, the locking devices can also act on the power linkage, one servomotor directly controlling the movement of the other in one direction could limit.

Die erfindungsgemäße Einrichtung läßt sich in gleicher Weise auch anwenden, wenn die Verstellung des Leitapparates und der Laufradschaufelung unter der Wirkung eines anderen Reglers als eines Drehzahlreglers, beispielsweise eines Frequenzreglers oder eines Leistungsreglers, erfolgt.The device according to the invention can also be used in the same way apply if the adjustment of the diffuser and the impeller blades are below the effect of a controller other than a speed controller, for example one Frequency controller or a power controller.

Zur Verstärkung der Streukräfte des Pendels, des Frequenz- oder Leistungsreglers können zwischen diesem und dem Punkt 6 des Waagebalkens 8 in bekannter Weise Vorsteuerungen angeordnet werden.To reinforce the stray forces of the pendulum, the frequency or power regulator can pilot controls between this and the point 6 of the balance beam 8 in a known manner to be ordered.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Regeleinrichtung an einer Kaplanturbine, bei welcher ein Regler die Verstellung sowohl des Leitapparates als auch der Laufrads,chaufelung beherrscht, gekennzeichnet durch Sperrvorrichtungen, von denen die eine (36, 38, 37, 44) bei vorgegebener Stellung des Leitapparates ein weiteres Schließen der Laufradschaufelung als bis zu der dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellung und die andere (21, 23, 22, 46) bei vorgegebener Stellung der Laufradschaufelung ein weiteres Öffnen des Leitapparates als bis zu der dem »normalen Zusammenhang« entsprechenden Stellung praktisch verhindert, welche sonst aber dem Regler (5) unabhängige Einwirkung auf die Verstellung des Leitapparates und der Laufradschaufelung gestatten. PATENT CLAIMS: 1. Control device on a Kaplan turbine, in which A regulator adjusts both the diffuser and the impeller, vanes dominated, characterized by locking devices, one of which (36, 38, 37, 44) a further closing of the impeller blades when the diffuser is in a given position than up to the position corresponding to the "normal context" and the other (21, 23, 22, 46) a further opening at a given position of the impeller blades of the diffuser as up to the position corresponding to the "normal context" practically prevented, which would otherwise affect the controller (5) independently allow adjustment of the diffuser and impeller blades. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Sperrvorrichtung in einem die Bewegung der Steuerung (11, 15, 17) des Laufradservomotors (1) in Funktion der Stellung des Leitapparatservomotors (3) in der Schließrichtung begrenzenden Gestänge (37) und die andere Sperrvorrichtung in einem die Bewegung der Steuerung (12, 30, 32) des Leitapparatservomotors (3) in Funktion der Stellung des Laufradservomotors (1) in der Öffnungsrichtung begrenzenden Gestänge (22) besteht.2. Control device according to claim 1, characterized characterized in that the one locking device in one the movement of the control (11, 15, 17) of the impeller servo motor (1) in operation the position of the diffuser servomotor (3) in the closing direction Linkage (37) and the other locking device in one the movement of the controller (12, 30, 32) of the diffuser servomotor (3) as a function of the position of the impeller servomotor (1) rod (22) delimiting the opening direction.